Studies on biosynthesis, biodegradation, and regulation mechanism γ-polyglutamic acid in Bacillus subtilis

枯草芽孢杆菌γ-聚谷氨酸生物合成、生物降解及调控机制研究

基本信息

  • 批准号:
    15580058
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.43万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Among PGA operon (ywsC-ywtABC) involved in γ-polyglutamic acid biosynthesis in Bacillus subtilis, no production of PGA was observed in ΔywsC and ΔywtA strains, but ΔywtB strain producing a small amount of PGA with 100% L-Glu. However, the ΔywtB revertant produced PGA with 70 : 30 in ratio of D, L-Glu, which is same to that of the wild-type. There are two glutamate racemases, GIr and YrpC, in B. subtilis, of which the genes were disrupted in an attempt to make clear determination of D, L-glutamate in PGA. ΔywtB-ΔgIr-ΔyrpC strain produced PGA with only L-Glu as well as that of the wild type. These results, together with the fact that the purified YwsC is able to biosynthesizes ^<14>C-PGA only from ^<14>C-L-glutamate under presence of ATP and Mg^<2+>, suggest that YwtB should possess the activity of glutamate racemase for producing PGA heterogeneous with D, L-glutamate.The structure of γ-polyglutamate-hydrolyzed product (F2) having about 2 kDa in molecular mass with D-glutamate and L-glutamate in an 80 : 20 ratio released by YwtD of B. subtilis was analyzed using γ-glutamyltranspeptidase, rat γ-glutamyl hydrolase and carboxypeptidase G. The analysis of the digested products showed the F2 product is an optically heterogeneous polymer consisting of D-γ-glutamate and L-γ-glutamate peptide units with D-glutamate in both sides, suggesting that the YwtD should be an unique endopeptidase that cleaves γ-glutamyl bond between D-and D-glutamate recognizing adjacent L-glutamate in the N-terminal side.
枯草芽孢杆菌参与γ-聚谷氨酸生物合成的PGA操纵子(ywsC-ywtABC)中,ΔywsC和ΔywtA菌株未观察到PGA的产生,而ΔywtB菌株以100% L-Glu产生少量PGA。而ΔywtB逆转录酶产生的PGA与野生型的D、L-Glu的比例为70:30,与野生型相同。在枯草芽孢杆菌中存在两个谷氨酸外消旋酶GIr和YrpC,为了明确PGA中D, l -谷氨酸的含量,对其基因进行了破坏。ΔywtB-ΔgIr-ΔyrpC菌株与野生型一样,只含L-Glu产生PGA。这些结果,再加上纯化的YwsC在ATP和Mg^<2+>存在下仅能从^<14> c - l -谷氨酸合成^<14>C-PGA,表明YwtB应该具有谷氨酸消旋酶的活性,可以产生与D, l -谷氨酸异质的PGA。γ-聚谷氨酸水解产物(F2)与d -谷氨酸和l -谷氨酸的分子质量约为2 kDa。利用γ-谷氨酰转肽酶、大鼠γ-谷氨酰水解酶和羧肽酶g对枯草芽孢杆菌YwtD释放的20比值进行了分析。分析结果表明,F2产物是一种光学非均相聚合物,由D-γ-谷氨酸和L-γ-谷氨酸肽单元组成,两侧有D-谷氨酸,表明YwtD应该是一种独特的内肽酶,它可以在D-谷氨酸和D-谷氨酸之间切割γ-谷氨酸键,识别n端相邻的L-谷氨酸。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Y.Tahara et al.: "Structural Studies on γ-Polyglutamate-Hydrolyzed Product Released by YwtD of Bacillus subtilis"J.Bacteriol.. (発表予定).
Y. Tahara 等人:“枯草芽孢杆菌 YwtD 释放的 γ-聚谷氨酸水解产物的结构研究”J. Bacteriol..(待出版)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Characterization of the Bacillus subtilis YwtD gene, whose product is involved in γ-polyglutamic acid degbradation
枯草芽孢杆菌 YwtD 基因的表征,其产物参与 γ-聚谷氨酸降解
  • DOI:
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Suzuki;T.;Tahara;Y.
  • 通讯作者:
    Y.
Structural studies on γ-polyglutamate-hydrolyzed product (F2) released by YwtD of Bacillus subtilis
枯草芽孢杆菌YwtD释放的γ-聚谷氨酸水解产物(F2)的结构研究
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tahara;Y.;Y.Tahara et al.;Y.Tahara et al.
  • 通讯作者:
    Y.Tahara et al.
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  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Suzuki;T.;Tahara;Y.;田原康孝
  • 通讯作者:
    田原康孝
Structure and function of enzumes involved in biosynthesis and biodegradation of γ-polyglutamic acid in Bacillus subtilis
枯草芽孢杆菌中参与γ-聚谷氨酸生物合成和生物降解的酶的结构和功能
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